苦荞半矮秆突变体sd3的表型鉴定及转录组分析

　　

摘要： 株高是苦荞重要的农艺性状之一, 与抗倒伏能力、光合作用效率以及产量形成等密切相关。矮化通常有利于提高苦荞的抗倒伏性能, 进而提升产量。为了发掘矮秆基因资源, 为苦荞株高分子调控机制研究及其育种应用提供科学依据, 本研究对前期经EMS诱变获得的苦荞半矮秆突变体sd3进行了表型鉴定和转录组分析。结果表明, 与野生型相比, sd3成熟期的株高降低28.43%, 主茎节数降低44.44%, 主茎节数减少是导致sd3矮化的主要原因。茎秆细胞学形态观察显示, sd3细胞横向分裂能力更强, 导致其茎秆壁显著增厚, 茎节变粗。sd3对赤霉素敏感, 外源GA₃可恢复其表型。对苗期茎秆进行转录组学分析, 成功鉴定到3067个差异表达基因(DEGs)。GO功能和KEGG通路富集筛选出57个株高调控基因。其中, 赤霉素信号转导途径中的GID1在sd3中上调表达, GID2、UNE10和PIF1在sd3中均下调表达, 推测这些DEGs在sd3矮化形成过程中起着重要作用。本研究结果初步阐明了sd3致矮机理, 为苦荞抗倒伏品种选育及株高性状的遗传改良提供了重要的候选基因, 有助于推动苦荞遗传育种工作的高效开展。